JPH0454382B2 - - Google Patents
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- JPH0454382B2 JPH0454382B2 JP62282294A JP28229487A JPH0454382B2 JP H0454382 B2 JPH0454382 B2 JP H0454382B2 JP 62282294 A JP62282294 A JP 62282294A JP 28229487 A JP28229487 A JP 28229487A JP H0454382 B2 JPH0454382 B2 JP H0454382B2
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- chip
- liquid
- heating element
- card
- heat transfer
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- Expired
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W40/00—Arrangements for thermal protection or thermal control
- H10W40/70—Fillings or auxiliary members in containers or in encapsulations for thermal protection or control
- H10W40/73—Fillings or auxiliary members in containers or in encapsulations for thermal protection or control for cooling by change of state
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
A 産業上の利用分野
本発明は回路ボード上に発熱素子がプレーナ配
列体として取付けられていて、素子の表面にある
誘電体冷却液の膜の蒸発によつて冷却される型の
回路パツケージに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A. Industrial Field of Application The present invention relates to a circuit board in which heating elements are mounted as a planar array and are cooled by the evaporation of a film of dielectric cooling liquid on the surface of the elements. This invention relates to a circuit package of the type described above.
B 従来技術
本発明を使用するのに適した回路パツケージは
一般に知られているが、その技術的用語について
説明する。或る回路パツケージでは、基板もしく
は回路カードもしくは回路ボードと呼ばれる薄い
平坦な支持構造体(本明細書ではカードと呼ぶ)
上に半導体チツプもしくは他の発熱素子が取付け
られている。半導体チツプは前面と呼ばれるカー
ドの一面上のソルダ・パツドと呼ばれる誘電性の
領域に機械的及び電気的に接続されている。カー
ドの他の主表面は裏面と呼ばれている(あるカー
ドは裏面にも素子が取付けられている)。カード
は誘電材料から形成されるか、他の手段で電気的
配線を支持するようになつていて、この配線が、
代表的な場合はカードの末端に沿つて存在する外
部への接触点にソルダ・パツドを接続する。カー
ドはカードを垂直面に支持すための構造体の一部
をなす電気的ソケツト中に差込むことができる。
数枚のカードがカード間の前面と裏面の間隔が接
近するように共通の支持構造体上に取付けられて
いる。代表的な場合、この共通の支持構造体はカ
ードからカードへの配線を運ぶ回路ボードを含ん
でいる。B. Prior Art Although circuit packages suitable for use with the present invention are generally known, the technical terminology will be explained. In some circuit packages, a thin flat support structure called a substrate or circuit card or circuit board (referred to herein as a card)
A semiconductor chip or other heating element is mounted on top. The semiconductor chips are mechanically and electrically connected to dielectric areas called solder pads on one side of the card, called the front side. The other major surface of the card is called the back (some cards also have elements attached to the back). The card is formed of a dielectric material or otherwise adapted to support electrical traces, the traces being
Typically, solder pads are connected to external contact points along the edges of the card. The card can be inserted into an electrical socket that forms part of a structure for supporting the card on a vertical surface.
Several cards are mounted on a common support structure with close front to back spacing between the cards. Typically, this common support structure includes a circuit board that carries wiring from card to card.
半導体チツプは薄い正方形もしくは長方形をな
す。チツプの一つの主表面がカードに面し、この
表面をチツプの内部表面と呼ぶ。ある回路パツケ
ージでは、ソルダ・ボールがチツプとソルダ・パ
ツドを接続し、内部表面はカードの表面からわず
かしか離れていない。チツプの外側の主表面は冷
却剤にさらされていて、チツプ・モジユールから
の熱は主にこの表面に沿つて流れている。もし1
つもしくは多くのチツプが局所的に包囲されてい
る時には、この局所的な包囲体は代表的な場合、
薄い正方形もしくは長方形をなしている。熱伝達
装置はチツプの外部表面に取付けることができる
かもしくはあらかじめ適切な一に形成することが
できる。例えばチツプの裏面にフイン構造体を取
付けることが提案されている(米国特許出願第
921902号)。一般に、冷却剤と接触するチツプの
表面もしくは関連構造体は熱伝達表面と呼ばれ
る。 Semiconductor chips are thin squares or rectangles. One major surface of the chip faces the card and is referred to as the internal surface of the chip. In some circuit packages, solder balls connect the chip and solder pads, and the internal surface is only a short distance from the surface of the card. The outer major surface of the chip is exposed to the coolant, and heat from the chip module flows primarily along this surface. If 1
When one or many chips are locally surrounded, this local enclosure is typically
It is a thin square or rectangle. The heat transfer device can be attached to the external surface of the chip or can be preformed into a suitable piece. For example, it has been proposed to attach a fin structure to the back side of the chip (U.S. Patent Application No.
921902). Generally, the surface of the chip or associated structure that comes into contact with the coolant is referred to as the heat transfer surface.
本発明は特にメモリ・チツプのパツケージに有
用である。メモリは通常数枚のカードを有し、こ
れ等のカードは各同じチツプより成る行及び列配
列体を有する。メモリ・チツプは通常少しずつ熱
を発生し、これ等は代表的には空冷されている。
本発明は高電力論理回路に典型的に見られる複雑
さを避ける簡単な構造体でメモリ・チツプをさら
に冷却するものである。論理回路のための代表的
な回路パツケージは米国特許第3993123号に開示
されている。 The invention is particularly useful in memory chip packaging. A memory usually has several cards, each having a row and column arrangement of identical chips. Memory chips usually generate heat in small increments, and they are typically air cooled.
The present invention provides additional cooling for memory chips with a simple structure that avoids the complexities typically found in high power logic circuits. A typical circuit package for logic circuits is disclosed in US Pat. No. 3,993,123.
上述の一般の型の1つの回路パツケージは1968
年3月刊のIBMテクニカル・デイスクロージ
ヤ・ブレテイン第1557−1558頁のR.C.チユーの論
文「芯状蒸発型冷却装置」(IBM Technical
Disclosure Bulletin″、March1968、pages 1557
−1558、“Wick−Evaporative Cooling
System”、by R.C.Chu)に開示されている。包
囲体はその中に密な間隔に垂直面に配列されたい
くつかの回路ボートを保持している。発熱素子は
ボード上に取付けられていて、素子の外部表面は
(ランプの)芯状材料によつて被覆されている。
誘電性の液体の冷却剤が包囲体の底面を流れ、最
下方の素子及び芯状材料の関連部分を覆つてい
る。冷却剤は毛管作用によつて芯を通つて上昇
し、液体中に浸漬されていないすべての素子が液
体の膜によつて覆われるようになつている。この
膜は熱伝達表面から蒸発し、これによつて素子を
冷却する。包囲体の最上部には水冷コンデンサが
存在し、蒸気が凝縮して液体の冷却剤がコンデン
サから落下する。各ボードの最上部の端に沿つて
樋が存在し、液体をとらえて、これを芯材料に分
散している。従つて冷却剤は蒸発と凝縮を繰返し
ながら移動する。尚、素子が冷たく蒸発がないと
きに、液体に芯を浸すことによりその動作が開始
されることに注意されたい。この動作は樋によつ
て捕獲されない、コンデンサから滴下する液体を
補充する。 One circuit package of the general type mentioned above was introduced in 1968.
IBM Technical Disclosure Bulletin, March 2015, pp. 1557-1558, RC Chu's article "Winged Evaporative Cooling System"
Disclosure Bulletin'', March 1968, pages 1557
−1558, “Wick−Evaporative Cooling
System”, by RCChu). The enclosure holds within it a number of circuit boards arranged in a vertical plane with close spacing. The heating elements are mounted on the boards. The external surface of the element is covered by a wick material (of the lamp).
A dielectric liquid coolant flows at the bottom of the enclosure and covers the lowermost element and associated portions of the core material. The coolant rises through the wick by capillary action such that all elements not immersed in the liquid are covered by a film of liquid. This film evaporates from the heat transfer surface, thereby cooling the device. At the top of the enclosure is a water-cooled condenser from which vapor condenses and liquid coolant falls from the condenser. A gutter is present along the top edge of each board to capture liquid and distribute it to the core material. Therefore, the coolant moves while repeatedly evaporating and condensing. Note that operation is initiated by immersing the wick in liquid when the element is cold and free of evaporation. This action replenishes any liquid dripping from the condenser that is not captured by the gutter.
この一般型の他の回路パツケージは1985年12月
刊IBMテクニカル・デイスクロージヤ・ブレテ
イン、第3205−3206頁のR.C.チユー著「蒸発する
誘電体液体を分散するための毛管動作を与える垂
直に延びる溝を有する回路モジユール」(IBM
Technical Disclosure Bulletin December、
1985、pages3205−3206、“Circuit Modules
with Vertically Extending Grooves Providing
Capillary Action for Distribution an
Evaporating Dielectric Liquid”also by R.C.
Chu)に開示されている。発熱素子はコンデンサ
からの液体を受取る小さな平たい鍋をその下の端
に沿つて有する。毛管動作によつて液体は熱伝導
表面上を上昇し、蒸発する膜を形成する。 Other circuit packages of this general type are described in RC Chu, December 1985, IBM Technical Disclosure Bulletin, pp. 3205-3206, ``Vertically Extending Grooves Providing Capillary Action to Distribute Evaporating Dielectric Liquids''. "Circuit module with" (IBM
Technical Disclosure Bulletin December
1985, pages 3205−3206, “Circuit Modules
with Vertically Extending Grooves Providing
Capillary Action for Distribution an
Evaporating Dielectric Liquid”also by RC
Chu). The heating element has a small flat pan along its lower edge that receives liquid from the condenser. Capillary action causes the liquid to rise over the heat-conducting surface and form a film that evaporates.
C 発明が解決しようとする問題点
本発明の目的は手管のポンピングの限界を克服
し、チツプ上を垂直に流れる冷却液中の気泡の影
響を最小にした発熱素子のための冷却能力を改良
する手段を与えることにある。C. Problems to be Solved by the Invention The purpose of the invention is to overcome the limitations of hand tube pumping and improve the cooling capacity for heating elements by minimizing the effect of air bubbles in the coolant flowing vertically over the chip. The goal is to provide the means to do so.
D 問題点を解決するための手段
本発明の回路パツケージは1985年刊の上記チユ
ーの論文の特徴を使用する。即ち各素子は上記論
文の捕獲鍋の改良である捕獲鍋を使用してコンデ
ンサから直接冷却剤を受取る。しかしながら発熱
素子に供給される液体の量には限度(毛管ポンピ
ングの限界)があり、従つて装置の熱伝達能力に
も限界がある。この限界を克服するために、本発
明はチツプの上方に捕獲鍋(catch pan)を置
く。液体は重力によつて捕獲鍋中の開孔を通つて
流れ、次に下のチツプの表面を横切つて流れる。
捕獲鍋中の開孔は高い流速を与えて熱伝達を改良
するように構成されている。最初に補助ヒータも
しくは小さなポンプを使用して液体を加熱される
部分に与えることができる。D. Means for Solving the Problems The circuit package of the present invention uses the features of the aforementioned Chu article published in 1985. That is, each element receives coolant directly from the condenser using a catch pot, which is an improvement on the catch pot of the above-mentioned article. However, there is a limit to the amount of liquid that can be supplied to the heating element (the limit of capillary pumping), and therefore there is a limit to the heat transfer capability of the device. To overcome this limitation, the present invention places a catch pan above the chips. The liquid flows by gravity through the apertures in the catch pan and then across the surface of the chip below.
The apertures in the capture pan are configured to provide high flow rates and improve heat transfer. First, an auxiliary heater or a small pump can be used to apply liquid to the area to be heated.
液体の膜はチツプの裏面から離れようとする傾
向があるという問題がある。沸騰が発生すると、
気泡が形成され、膜を通つて上昇し、膜の表面か
ら逃去る。膜はチツプの表面を横切つて良好な熱
伝達を与えるのに十分高い速度で下方に流れる
時、これ等の気泡も液体とともに下流に一掃さ
れ、チツプの表面近くの累積する傾向がある。も
し十分な気泡が累積すると、これ等は膜をチツプ
の表面から強制的に分離させる。気泡は液体より
も熱伝達特性がはるかに貧弱であるから、チツプ
は膜が分離したところで過熱する。 The problem is that the liquid film tends to separate from the back side of the chip. When boiling occurs,
Air bubbles form, rise through the membrane, and escape from the surface of the membrane. When the membrane flows downwardly across the surface of the chip at a rate high enough to provide good heat transfer, these bubbles are also swept downstream with the liquid and tend to accumulate near the surface of the chip. If enough bubbles accumulate, they force the membrane to separate from the surface of the chip. Since gas bubbles have much poorer heat transfer properties than liquids, the chip overheats when the membranes separate.
本発明の回路パツケージでは、熱伝達表面は垂
直に対してわずかに傾斜している。表面に垂直な
重力の成分が分離の開始を遅らせる。チツプの表
面に垂直である重力の成分は気泡の力を相殺する
のに十分であることが論理付けられている。斜面
は通常のようにチツプの外部表面がカードの前面
に平行になるようにチツプをカード上に取付け可
能にする技術によつて達成することが好ましい。
1つの実施例では傾斜表面はチツプの表面の溝の
底部として形成される。溝はチツプの最上部で深
く、チツプの最下部で浅くなつている。溝間のラ
ンドは元のチツプの平坦な表面を有する。溝はチ
ツプの熱伝達表面を増大するという付帯的な利点
を有する。溝はチツプの半導体基板の面中に形成
でき、もしくはこれ等の溝を有する金属のキヤツ
プがチツプに取付けられるか、チツプ上の適切な
個所に形成できる。 In the circuit package of the present invention, the heat transfer surface is slightly inclined with respect to the vertical. The component of gravity normal to the surface delays the onset of separation. It is theorized that the component of gravity normal to the surface of the chip is sufficient to offset the bubble force. The bevel is preferably achieved by a technique that allows the chip to be mounted on the card in a conventional manner such that the external surface of the chip is parallel to the front surface of the card.
In one embodiment, the sloped surface is formed as the bottom of a groove in the surface of the chip. The groove is deep at the top of the chip and shallow at the bottom of the chip. The lands between the grooves have the flat surface of the original chip. The grooves have the added benefit of increasing the heat transfer surface of the chip. The grooves can be formed in the surface of the semiconductor substrate of the chip, or a metal cap having these grooves can be attached to the chip or formed at a suitable location on the chip.
第2の実施例では、熱伝達表面は平行四辺形の
表面突出部を有し、熱伝達表面にタイヤの条溝の
外見を与え、これによつて熱転送表面の面積を増
大している。 In a second embodiment, the heat transfer surface has parallelogram-shaped surface protrusions to give the heat transfer surface the appearance of tire grooves, thereby increasing the area of the heat transfer surface.
さらに、この特定の表面は過熱表面上の液体の
膜の分散を制御するのに使用される。非均一な熱
流束表面(電力が異なるチツプ)の場合には、よ
く多くの液体が高い電力即ち高い熱流束の領域に
案内される。 Furthermore, this particular surface is used to control the distribution of the liquid film on the heated surface. In the case of non-uniform heat flux surfaces (chips with different powers), more liquid is often guided to areas of higher power or higher heat flux.
好ましい角度は約10度である。計算によればこ
の範囲内の角度は熱伝達係数にほとんど影響を与
えないことがわかつている。 The preferred angle is about 10 degrees. Calculations have shown that angles within this range have little effect on the heat transfer coefficient.
E 実施例
第1図は代表的な回路カード13,14を密な
間隔の垂直平面中に支持するための通常の手段を
有する包囲体12を示している。各カードはピン
17によつてカードに取付けられた半導体チツプ
のような代表的な発熱素子15,16を含む素子
を有する(一番右側のカード14はカード間の間
隔を示すためにだけ与えられるものであり、その
素子は示されていない)。カードは回路ボード1
8に機械的及び電気的に接続されている。素子1
5,16のための概略図はチツプあるいはチツプ
のための局部包囲体もしくはパツケージを表わし
ている。通常素子はカードの正面から見ると長方
形であり、近似的に行及び列をなす配列体として
カード上に配列されている。素子の主外部表面1
9は熱伝達表面と呼ばれる。E. EXAMPLE FIG. 1 shows an enclosure 12 having conventional means for supporting typical circuit cards 13, 14 in a closely spaced vertical plane. Each card has elements including typical heating elements 15, 16 such as semiconductor chips attached to the card by pins 17 (the rightmost card 14 is given only to show the spacing between the cards). (its components are not shown). The card is circuit board 1
8 mechanically and electrically connected. Element 1
The schematic diagram for 5, 16 represents the chip or a local enclosure or package for the chip. The elements are typically rectangular when viewed from the front of the card and are arranged on the card in an approximately array of rows and columns. Main external surface 1 of the element
9 is called the heat transfer surface.
包囲体12の底面は誘電体液体のための溜りを
なしている。熱交換器22がカード上方に存在す
る、熱交換器は冷水を運ぶことが好ましいが、他
の適切な冷却剤も使用できる。誘電性の蒸気は熱
交換器上で凝縮し、図面中のしずく24で示した
ように熱交換器から落下する。熱交換器は水平方
向に平坦な構造体をなし、カードの全体を覆つて
いる。熱交換器の形状はカードによつて占められ
る領域とは独立していてもよく、じやま板のシス
テムが凝縮体をカードのすべてに分散するもので
もよい。 The bottom surface of the enclosure 12 forms a reservoir for the dielectric liquid. A heat exchanger 22 is present above the card; the heat exchanger preferably carries chilled water, although other suitable coolants can be used. The dielectric vapor condenses on the heat exchanger and falls from the heat exchanger as indicated by droplet 24 in the drawing. The heat exchanger is a horizontally flat structure that covers the entire card. The shape of the heat exchanger may be independent of the area occupied by the cards, and the system of baffles may distribute the condensate over all of the cards.
捕獲鍋26,27が発熱素子の上端に沿つて存
在する。捕獲鍋26,27は上記1985年刊のチユ
ーの論文に開示されているように平屋根状(テラ
ス状)に取付けられ、下方の捕獲鍋27は上方の
捕獲鍋26と略同量の凝縮体を受取るようになつ
ている。これ等は底端に沿つて開孔即ちスリツト
30を有し、従つて液体は捕獲鍋から熱伝達表面
19上の上端上に落下する。次に液体は熱伝達表
面を横切つて重力によつて流れる。番号31は液
体の膜中に形成される上記を表わしている。以下
説明するように、流れは狭い温度範囲内で沸騰を
促進するに十分薄い膜状をなすようになつてい
る。捕獲鍋の端は閉じていて(図面には示されて
いない)液体は適切な準位32に保持されてい
る。 There are catch pans 26, 27 along the top edge of the heating element. The trapping pans 26 and 27 are installed in a flat roof (terrace shape) as disclosed in the paper by Chiu published in 1985, and the lower trapping pan 27 holds approximately the same amount of condensate as the upper trapping pan 26. I am starting to receive it. These have apertures or slits 30 along the bottom edge so that liquid falls from the catch pan onto the top edge onto the heat transfer surface 19. The liquid then flows by gravity across the heat transfer surface. The number 31 represents the above formed in the film of liquid. As explained below, the flow is made into a film thin enough to promote boiling within a narrow temperature range. The end of the catch pot is closed (not shown in the drawing) to maintain the liquid at the appropriate level 32.
破線33は誘電性膜の外側の表面を示してい
る。捕獲鍋中の開孔30は適切な寸法に形成さ
れ、適切な厚さの膜を与えている。素子の垂直方
向の長だけを考えた時は、最初の膜の厚さ(素子
の最上部の)は長い素子の場合は厚くなければな
らない。それは液体が熱伝達表面を下方に流れる
時に蒸発するからである。所定の長さの素子につ
いてなされたテストは素子の電力と必要とされる
膜の厚さの間に複雑な関係があることを示してい
たが、たいていの発熱素子の場合の最初の膜の厚
さは0.25mm乃至3.0mmの範囲にあるものと考えら
れる。 Dashed line 33 indicates the outer surface of the dielectric film. The apertures 30 in the capture pan are sized to provide a membrane of appropriate thickness. Considering only the vertical length of the device, the initial film thickness (at the top of the device) must be thicker for longer devices. This is because the liquid evaporates as it flows down the heat transfer surface. Although tests done on elements of a given length have shown a complex relationship between element power and required film thickness, the initial film thickness for most heating elements is The diameter is thought to be in the range of 0.25 mm to 3.0 mm.
上方の捕獲鍋26に向つて落下しない液体は下
方の捕獲鍋27もしくは溜りに向つて落下する。
チツプの底端にはドリツプ・レール35が存在
し、液体が毛管作用によつてチツプの内部表面を
上方に流れるのを防止している(毛管作用の効果
は補充分が増大する点を除いて無害である)。 Liquid that does not fall toward the upper capture pot 26 falls toward the lower capture pot 27 or pool.
At the bottom end of the tip there is a drip rail 35 that prevents liquid from flowing upwardly over the internal surface of the tip by capillary action (the effect of capillary action is that it increases replenishment). harmless).
上記1985年刊のチユーの論文に開示されている
ように、素子が冷却される時のサイクルを開始す
るため及び溜りに落下した液体の冷却剤を補充す
るための適切な手段が与えられる。小さなポンプ
(図示されず)が液体を溜りから包囲体の最上部
に循環させ、ここから熱交換器もしくはバツフル
装置によつて与えらるのと同じパターンをなして
カードに分散される。 As disclosed in the 1985 Chiu article cited above, suitable means are provided for initiating the cycle when the device is cooled and for replenishing the liquid coolant that has fallen into the sump. A small pump (not shown) circulates the liquid from the reservoir to the top of the enclosure, from where it is distributed to the cards in the same pattern provided by the heat exchanger or buffling device.
次に第2図及び第3図を参照して傾斜したチツ
プ表面19について説明する。熱伝達表面19は
約10度の角度の傾斜を有する。第2図及び第3図
の構造体では、チツプ15の裏面に傾斜した溝4
0が切込まれている。第2図の破線41は溝の底
部を表わし、破線42は液体の膜の外部表面を表
わす。溝を形成するための技術は一般に知られて
いて、ダイアモンドののこぎりで切断することを
含む。溝は熱伝達表面の表面積を増大するという
付帯的利点を有する。 The inclined chip surface 19 will now be described with reference to FIGS. 2 and 3. Heat transfer surface 19 has an angle of inclination of approximately 10 degrees. In the structure shown in FIGS. 2 and 3, an inclined groove 4 is formed on the back surface of the chip 15.
0 is cut in. Dashed line 41 in FIG. 2 represents the bottom of the groove and dashed line 42 represents the outer surface of the film of liquid. Techniques for forming grooves are generally known and include diamond sawing. The grooves have the added benefit of increasing the surface area of the heat transfer surface.
もしくは第2図の構造体はチツプに取付けられ
る別個の構造体として形成できるか、チツプの表
面上の適所にあらかじめ形成できる。 Alternatively, the structure of FIG. 2 can be formed as a separate structure attached to the chip, or can be preformed in place on the surface of the chip.
溝の幅及び深さは夫々約25.4×10-3乃至127×
10-3cmである。溝間のフイン即ちランド44間の
幅も約25.4×10-3乃至127×10-3cmである。これ
等の寸法は必ずしも同じである必要はなく、第3
図では溝40はランド44よりも広くなつてい
る。 The width and depth of the groove are approximately 25.4×10 -3 to 127×, respectively.
10 -3 cm. The width between the fins or lands 44 between the grooves is also about 25.4 x 10 -3 to 127 x 10 -3 cm. These dimensions do not necessarily have to be the same;
In the figure, the groove 40 is wider than the land 44.
第4図及び第5図は別個に形成されてチツプに
取付けられる、もしくはチツプ上の適切な個所に
あらかじめ形成される傾斜表面46を示してい
る。表面46は平行四辺の形状をなし、タイヤの
条溝状に向きあつた傾斜行をなすように組合され
た隆起領域47を有する。隆起領域47の高さは
最上部から底部に向けて減少でき、最も外側の表
面が垂直であるようにすることができる。 FIGS. 4 and 5 show an angled surface 46 that is either formed separately and attached to the chip, or preformed at a suitable location on the chip. The surface 46 is in the form of a parallelogram and has raised areas 47 that are combined in sloping rows oriented in the grooves of the tire. The height of the raised region 47 can decrease from the top to the bottom so that the outermost surface is vertical.
F 発明の効果
本発明に従い、毛管のポンピングの限界を克服
し、冷却液中の気泡の影響を最小にした発熱素子
のための冷却能力を改良する手段が与えられる。F. EFFECTS OF THE INVENTION In accordance with the present invention, a means is provided to overcome the limitations of capillary pumping and improve the cooling capacity for heating elements with minimal effects of air bubbles in the coolant.
第1図は本発明の熱伝達表面を使用する回路パ
ツケージの側面図である。第2図は熱伝達表面中
の溝によつて形成される傾斜表面を有する発熱素
子の側面図である。第3図は第2図の構造体の正
面図である。第4図は隆起領域のタイヤの条溝パ
ターンが拡張表面を形成する傾斜表面を有する発
熱素子の側面図である。第5図は第4図の構造体
の正面図である。
12……包囲体、13,14……カード、1
5,16……発熱素子(チツプ)、17……ピン、
18……回路ボード、19……発熱素子の主外部
表面、22……熱交換器、24……しずく、2
6,27……捕獲鍋、30……鍋中のスリツト、
31……蒸気、32……冷却液の準位、33……
誘電膜の表面、35……ドリツプ・レール。
FIG. 1 is a side view of a circuit package employing the heat transfer surface of the present invention. FIG. 2 is a side view of a heating element having sloped surfaces formed by grooves in the heat transfer surface. FIG. 3 is a front view of the structure of FIG. 2. FIG. 4 is a side view of a heating element having an inclined surface where the tire groove pattern in the raised area forms an extended surface. FIG. 5 is a front view of the structure of FIG. 4. 12...Surrounding body, 13,14...Card, 1
5, 16...Heating element (chip), 17...Pin,
18... Circuit board, 19... Main external surface of heating element, 22... Heat exchanger, 24... Drops, 2
6, 27...capture pot, 30...slit in the pot,
31...Steam, 32...Level of coolant, 33...
Dielectric film surface, 35...drip rail.
Claims (1)
する第1及び第2の主表面を有する発熱素子
と、 (b) 上記発熱素子を、該発熱素子を支持するため
の実質的に平坦な表面を有する回路カード上
に、該発熱素子の上記第1の主表面が上記回路
カードの表面に一般に平行で接近するように取
付けるための装置と、 (c) 上記発熱素子の第2の表面を第1の主表面に
対して、上記回路カードが一般に垂直な平面中
に取付けられ、液体の冷却剤の膜が上記第2の
表面を横切つて下方に流される時に液体の膜が
上記第2の主表面から分離するのを防止するの
に十分なわずかな角度をなすように形成する手
段とより成る半導体回路パツケージ。[Scope of Claims] 1 (a) a heating element having a substantially thin rectangular shape and having first and second opposing main surfaces; (b) a heating element that supports the heating element; (c) an apparatus for mounting the heat generating element on a circuit card having a substantially flat surface for the purpose of disposing the heating element so that the first major surface of the heating element is generally parallel to and proximate to the surface of the circuit card; The circuit card is mounted in a generally perpendicular plane, with a second surface of the heating element relative to the first major surface, and a film of liquid coolant is flowed downwardly across the second surface. a semiconductor circuit package comprising: forming means at a slight angle sufficient to prevent a film of liquid from separating from said second major surface;
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